دانلود مقاله دستگاه های مکانیکی و طرز کار انواع موتورهای ساده با فرمت ورد ودر 37 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله

مقدمه
تهیه و ساخت دستگاه‌هایی که انرژی‌های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته‌ای و انرژی شیمیایی را به کار می‌گیرند در حوزه ی رشته ی مهندسی مکانیک است. این رشته یکی از قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین رشته‌های مهندسی است. مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند مکانیک، سینماتیک، ترمودینامیک، دانش مواد، تحلیل سازه‌ها و الکتریسیته است.
مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گستره ی وسیعی از دستگاه‌ها، فرآورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند؛ از آن جمله می‌توان به موتورها و سیستم‌های کنترل، نیروگاه‌های الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، چرخ‌دنده‌ها، فناوری لیزر، طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و تولید به کمک رایانه، خودکارسازی و رباتیک، دستگاه‌های تهویه¬ی مطبوع و تجهیزات کارخانه‌ها اشاره کرد.
موتور الکتریکی قطعه ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی چرخشی و مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبديل حرکت مکانيکي به الکتريسيته است، توسط ژنراتور انجام مي‌شود. اين دو وسيله به جز در عملکرد، مشابه يکديگر هستند. اکثر موتورهاي الکتريکي توسط الکترومغناطيس کار مي‌کنند، اما موتورهايي که بر اساس پديده‌هاي ديگري نظير نيروي الکتروستاتيک و اثر پيزوالکتريک کار مي‌کنند، هم وجود دارند.
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.
اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستنند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) چرخانه یا روتور و بخش ثابت ایستانه یا استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده‌است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط به کار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین، هر کدام از بخش‌های چرخانه یا ایستانه می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیت‌هایی را در مدارس استفاده می‌کنند.
غالبا در ساختمان های مسکونی، کارگاه های کوچک،مغازه ها و فروشگاه ها از شبکه برق تک فاز استفاده می شود. بنابراین برای استفاده از وسایلی همچون کولر، یخچال، ماشین لباسشویی، پمپ های آب خانگی و دیگر وسایل مورد نیاز در زندگی امروزی به موتور تک فاز الکتریکی احتیاج می باشد.
با همت مهندس فرانسوی موریس لبلانس و ارائه تئوریدو میدانی میدان های ضربانی، طراحی و تولیدانواع موتورهای تک فاز شروع شد و این ضعف به طور کلی از پرونده برق ACپاک گردید.
به طور کلی انواع موتورهای الکتریکی که در شبکه های برق تک فاز جریان متناوب استفاده می شوند جزء ماشین های مخصوص به حساب می آیند. با این مقدمه درباره ی دستگاه های مکانیکی، به معرفی موتورهای الکتریکی و تشریح مختصر طرز کار هر یک از آن ها پرداخته می شود.
انواع موتورهاي الکتريکي
ساده ترین نوع موتورهای الکتریکی موتور دی سی است که با ولتاژ مستقیم کار می کند و دارای دو سر می باشد که وقتی به منبع انرژی مثل باطری وصل شود، موتور شروع به چرخیدن می کند. نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور های پله ای نام دارند که با نام استپر یا steper شناخته می شوند، این موتورها دارای چهار الی شش سیم می باشند. این موتور ها خود دارای 3 دسته می باشند و در ساخت رباتها و پرینترها و دستگاه های صنعتی کاربرد دارند، سه دسته اصلی این موتور ها موارد زیر می باشند: موتورهای پله ای با مغناطیس دائم؛ موتورهای پله ای با مغاطیس متغیر؛ موتورهای پله ای هیبریدی.
برای راه اندازی یک موتور پله ای باید ولتاژ به ترتیب به سیم های موتور اعمال شود؛ برای این کار از درایور های مخصوص که با میکروکنترلر ای وی آر ساخته می شوند، استفاده می شود که قابل برنامه ریزی می باشند.
موتورهايDC
يکي از اولين موتورهاي دوار، اگر نگوييم اولين، توسط مايکل فارادي در سال 1821م ساخته شده بود و شامل يک سيم آويخته شده آزاد که در يک ظرف جيوه غوطه‌ور بود، مي‌شد. يک آهنرباي دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتي که جرياني از سيم عبور مي‌کرد، سيم حول آهنربا به گردش در مي‌آمد و نشان مي‌داد که جريان منجر به افزايش يک ميدان مغناطيسي دايره‌اي اطراف سيم مي‌شود. اين موتور اغلب در کلاس هاي فيزيک مدارس نشان داده مي‌شود، اما گاهاً به جاي ماده سمي جيوه، از آب نمک استفاده مي‌شود.

موتور کلاسيک DC داراي آرميچري از آهنرباي الکتريکي است. يک سوييچ گردشي به نام کموتاتور جهت جريان الکتريکي را در هر سيکل دو بار برعکس مي کند تا در آرميچر جريان يابد و آهنرباهاي الکتريکي، آهنرباي دائمي را در بيرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه اي از ولتاژ و جريان عبوري از سيم پيچ هاي موتور و بار موتور يا گشتاور ترمزي، بستگي دارد.
سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جريان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغير يا عبور جريان و با استفاده از تپها (نوعي کليد تغيير دهنده وضعيت سيم پيچ) در سيم پيچي موتور يا با داشتن يک منبع ولتاژ متغير، کنترل مي‌شود. به دليل اينکه اين نوع از موتور مي‌تواند در سرعت هاي پايين گشتاوري زياد ايجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهاي ترکشن (کششي) نظير لکوموتيوها استفاده مي‌کنند.
اما به هرحال در طراحي کلاسيک محدوديت هاي متعددي وجود دارد که بسياري از اين محدوديت ها ناشي از نياز به جاروبکهايي براي اتصال به کموتاتور است. سايش جاروبکها و کموتاتور، ايجاد اصطکاک مي‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها مي‌بايست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبي را برقرار کنند. نه تنها اين اصطکاک منجر به سر و صداي موتور مي‌شود، بلکه اين امر يک محدوديت بالاتري را روي سرعت ايجاد مي‌کند و به اين معني است که جاروبکها نهايتاً از بين رفته، نياز به تعويض پيدا مي‌کنند. اتصال ناقص الکتريکي نيز توليد نويز الکتريکي در مدار متصل مي‌کند. اين مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بيرون آن از بين مي‌روند، با قرار دادن آهنرباهاي دائم در داخل و سيم پيچ ها در بيرون به يک طراحي بدون جاروبک مي‌رسيم..
موتورهای میدان سیم پیچی شده
آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را می‌توان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می‌توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت. می‌توانیم برای به دست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده‌آل است و کاربرد این تکنیک می‌تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای یونیورسال
یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می‌توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها با تغذیه AC کار می‌کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می‌شود، جریان هم در سیم پیچی میدان و هم در سیم پیچی آرمیچر (و در میدانهای مغناطیسی منتجه) همزمان تغییر می‌کند و بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود. در عمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس/راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) و موتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.
مزیت این موتورها این است که می‌توان تغذیه AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه‌های نوعی موتورهای DC هستند به کار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع و جور در سرعت های بالا هستند. جنبه منفی این موتورها تعمیر و نگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آن هاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می‌شود و در نتیجه این موتورها به ندرت در صنایع مشاهده می‌شوند، اما عمومی‌ترین موتورهای AC در دستگاه هایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می‌شوند، هستند.
با تغییر جهت جریان آرمیچر، مقدار گشتاور یا نیروی وارد شده به محور منفی نمی شود؛ بنابراین جهت گشتاور همواره مثبت بوده و عوض نمی گردد. از آن جایی که تغییر جهت جریان تنها بر اساس تغییر پلاریته ولتاژ اعمالی بر موتور امکان پذیر است بنابراین با اتصال منبع تغذیه جریان متناوب به موتور سری، این موتور با رفتار مشابهی که در جریان مستقیم دارد می تواند استفاده شود.
البته بدیهی است برای عملکرد بدون آسیب موتور، باید اندازه ی ولتاژ مؤثر منبع تغذیه متناوب، معادل مقدار ولتاژ منبع تغذیه جریان مستقیم باشد. از آنجا که این موتورها می توانند با هر دو نوع جریان متناوب و یا مستقیم کار کنند، موتورهای یونیورسال نامیده می شوند.
پدیده ی عکس العمل آرمیچر با عبور جریانمتناوب از موتور سری هم ایجاد می شود که باعث تضعیف میداناصلی موتور و تغییر مکان صفحه ی خنثی می گردد.بر خلاف جریان مستقیم، با اتصال موتور یونیورسال به جریانمتناوب، در هسته ی سیم پیچ تحریک نیز، تلفات فوکو و هیسترزیسایجاد خواهد شد و در نتیجه برای مقابله با آن باید جنس هسته از فولاد مغناطیسی مرغوب و به صورت ورقه ورقه ساخته شود.
به طور کلی برای بهبود عملکرد موتور یونیورسال در جریان متناوب باید ملاحظات ویژه ای در طراحی، ساختمان و سیم پیچی آن رعایت شود.
یکی از خصوصیات موتور یونیورسال افزایش سرعت آندر بی باری و کاهش سرعت آن در زیر بار می باشد. این همانخاصیت موتور سری است. زیرا بر اثر کاهش جریان آرمیچر Ia، فوران (شار مغناطیسی قطب ها) نیز کاهش می یابد و در نتیجه برای جبران ولتاژ آرمیچر رتور باید با سرعت بیشتری بچرخد.
باید توجه داشت با اتصال موتور سری به جریان متناوب، علاوه برمقاومت اهمی سیم پیچ های موتور به دلیل وجود اندوکتانس آن، مقاومت القایی نیز به مدار اضافه می شود در نتیجه امپدانس آنافزایش می یابد؛ بنابراین به نسبت اتصال موتور به جریان مستقیم، جریان کمتری از سیم پیچ های موتور عبور می کند.
موتورهاي AC
موتورهاي AC تک فاز
معمول ترين موتور تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است که اغلب در دستگاه هايي به کار مي رود که گشتاور پايين نياز دارند؛ نظير پنکه‌هاي برقي، اجاق هاي ماکروويو و ديگر لوازم خانگي کوچک. نوع ديگر موتور AC تک فاز موتور القايي است که اغلب در لوازم بزرگ نظير ماشين لباسشويي و خشک کن لباس به کار مي‌رود. عموماً اين موتورها مي‌توانند گشتاور راه اندازي بزرگتري را با استفاده از يک سيم پيچ راه انداز به همراه يک خازن راه انداز و يک کليد گريز از مرکز، ايجاد کنند.
هنگام راه اندازي، خازن و سيم پيچ راه اندازي از طريق يک دسته از کنتاکت هاي تحت فشار فنر روي کليد گريز از مرکز دوار، به منبع برق متصل مي‌شوند. خازن به افزايش گشتاور راه اندازي موتور کمک مي‌کند. هنگامي که موتور به سرعت نامي رسيد، کليد گريز از مرکز فعال شده، دسته کنتاکت ها فعال مي‌شود، خازن و سيم پيچ راه انداز سري شده را از منبع برق جدا مي‌سازد، در اين هنگام موتور تنها با سيم پيچ اصلي عمل مي‌کند.
موتورهای AC سه فاز
برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می‌شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان، استفاده می‌کنند. اغلب، روتور شامل تعدادی هادی‌های مسی است که در فولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادی‌ها القای جریان می‌کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.
این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از بسامد منبع تغذیه اعمالی به موتور، بچرخد؛ چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچ های روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور هم‌زمان وجود دارد، موتور به صورت هم‌زمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز، به گردش در می‌آید. موتورهای هم‌زمان (سنکرون) را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم به کار برد.
سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش، یا اختلاف در سرعت چرخش بین چرخانه و میدان ایستانه، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می‌توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می‌توانیم با تغییر دادن بسامد منبع تغذیه، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم.
موتور قفس سنجابی
تقریباً ۹۰ درصد موتورهای القایی AC سه فاز از این نوعند. روتور آن ها از نوع قفس سنجابی است. محدوده‌های طبقه بندی نیروی آنها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است. موتورهای این نوعی که در دسته یک اسب بخار به بالا اند در مقایسه با مشابه‌های تک فاز کم هزینه ترند و می‌توانند در استارت در فشارهای سنگین تر به کار کنند.
موتور با روتور پیچشی
موتور با حلقه لغزان یا موتور روتور پیچشی نوعی از موتور القایی قفس سنجابی است. در حالی که استاتور در این موتور همانند موتور قفس سنجابی است یک سری از پیچه‌ها را روی روتور خود دارد که در حالت مدار کوتاه نیستند ولی به یک سری از رینگهای لغزان ختم می‌شوند. این پیچه‌ها در اضافه کردن مقاومتها و خازن های خارجی سودمندند. اسلیپ لازم برای تولید گشتاور بیشینه نهایی مستقیماً با مقاومت روتور متناسب است. در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه کردن مقاومت خارجی میان حلقه‌های لغزان کاهش می یابد. بنابراین امکان به دست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور بیشینه نهایی در سرعتهای کمتر وجود دارد. یک مقاومت خارجی می‌توانددر سرعت تقریباً صفر را نتیجه دهد که گشتاو بیشینه نهایی بسیار زیادی با جریان استارت کم را تولید می‌کند. هنگامی که موتور شتاب می‌گیرد مقدار مقاومت می‌تواند کاهش یابد تا مشخصات موتور برای کارهایی با فشار زیاد مناسب شود. هنگامی که موتور به سرعت اصلی می‌رسد خازنهای خارجی از مدار خارج می‌شوند و این یدین معنی است که اکنون موتور به عنوان یک موتور القایی استاندارد کار می‌کند. این نوع موتور برای فشارهای مانا (کارهایی با فشار ثابت) که در آن ها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریباً صفر تولید شده و موتور در کمترین زمان و با کمترین مصرف جریان تا سرعت بیشینه شتاب گیرد ایده‌آل است. قسمت پایینی موتور با حلقه لغزان که در آن حلقه‌ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداری منظم نیاز دارد که از نظر قیمت، استاندارد بودن آن را به عنوان یک موتور قفس سنجابی غیر ممکن می‌کند. اگر پیچه‌ها کوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولاً جریان بالااز روتور در حالت متوقف عبور می کند که در حد ۱۴۰۰ درصد است. در حالی که در این حالت درآن گشتاوری در حد ۶۰ درصد تولید می‌نماید که در بسیاری از کاربری ها چنین امکان پشتیبانی چنین چیزی نیست. با تغییر مقاومت های روتور منحنی سرعت گشتاور تعدیل می‌گردد که بدان وسیله سرعتی که درآن موتور در فشاری مخصوص کارمی کند تعدیل می‌شود. ظرفیت تکمیل فشار می‌تواند سرعت را تا ۵۰ درصد سرعت سنکرون کاهش دهد. خصوصاً هنگامی که فشار، از انواعی با نیاز به گشتاور سرعتهای مختلف مثل پرس های چاپ یا کمپرسورها است. کاهش سرعت تا زیر۵۰ درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومتها به شدت کاهش می‌دهد. این نوع موتور در کاربریهایی با چرخش با گشتاور و سرعت های مختلف مانند پرسهای چاپ، کمپرسورها، تسمه نقاله‌ها، بالابرنده‌ها و آسانسورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
موتورهای پله‌ای
نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهایی با کنترل الکترونیکی روشن و خاموش شدن خارجی، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالت های موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتاً کنترل شده، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با رایانه یکی از فرم‌های سیستم‌های تنظیم موقعیت است، به ویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند.
موتور پله ای (Stepper Motor) یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که حرکت آن کاملاً دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیت های 0,1 به سیم پیچ های آن می توان آن را حرکت داد.
ساختار موتور پله ای
این موتور عموماً دارای چهار قطب می باشد که سیم پیچ ها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیت های 0و1 به این سیم پیچ ها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتور مغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود؛ البته می بایست این سیم پیچ ها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتور مطابق میل شما نخواهد چرخید؛ یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد مثلاً اگر موتوری زاویه حرکتش 7 درجه باشد، این موتور در هر باری که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن، بسته به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند خواهد چرخید؛ این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود. با این تعریف متوجه شدید که یک موتور پله¬ای در یک دور کامل ممکن است،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور خواهد داشت. شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید. این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند؛ در واقع منظور حرکت خیلی ریز و دقیق است. وقتی که شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید، متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده است. در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.
این موتور به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند؛ در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند و در حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند؛ اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شود؛ موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد.
در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم. سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود و در این حالت نیز بقیه سیم پیچ ها بدون تحریک هستند؛ بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است؛ دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شود؛ اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم، موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.
در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ باردار می شوند؛ مثلاً اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 و در نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعی که می خواهید موتور حرکت داشته باشد، ادامه دهید. حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند.
موتورهای خطی
یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، به وجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع‌السیر مگلو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می‌کند.
موتور هاي جريان مستقيم تحريک مستقل
اين نوع الکتروموتورها نيز مانند ساير موتور هاي الکتريکي از نعمت گشتاور بالا در لحظه راه اندازي برخوردار هستند؛ با اين تفاوت که اينجا سرعت و گشتاور به ولتاژ بالشتک يا همان فيلد بستگي دارد. به عنوان مثال اگر ولتاژ يک موتور تحريک مستقل ١٠٠ولت باشد، بايد ابتدا بالشتک را مستقل از آرميچر تحريک کرده (حداقل ۵٠ ولت) و سپس آرميچر را برق دار کنيد. در اين صورت موتور شروع به چرخيدن ميکند. براي افزايش سرعت ولتاژ آرميچر را به حد نامي برسانيد و ولتاژ فيلد را کاهش دهيد. براي بالا بردن گشتاور ولتاژ فيلد را بالا برده و توجه داشته باشيد که در اين شرايط سرعت به نسبت بالا رفتن گشتاور کاهش مي یابد. براي تغيير جهت چرخش جريان فيلد را معکوس کرده و هرگز بدون تحريک فيلد، آرميچر را برق دار نکنيد.
موتورهای جریان مستقیم سری در این موتورها سیم پیچ تحریک با مدار آرمیچر سری می شود واضح است که در موتورهای DCسری جریان سیم پیچ تحریک با جریان آرمیچر برابر است. موتورهای جریان مستقیم شنت در این نوع موتورها سیم پیچ تحریک، موازی مدار آرمیچر قرار می گیرد؛ بنابراین ولتاژ منبع تغذیه به دو سر مدار تحریک و آرمیچر اعمال می گردد.
موتورهای القایی AC
موتورهای القایی AC عمومی‌ترین موتورهایی هستند که در سامانه‌های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می‌شوند. طراحی ساده و مستحکم، قیمت ارزان، هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع نیروی AC امتیازات اصلی موتورهای القایی AC هستند. انواع متنوعی از موتورهای القایی AC در بازار موجود است. موتورهای مختلف برای کارهای مختلفی مناسب اند. با اینکه طراحی موتورهای القایی AC آسانتر از موتورهای DC است، ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست. این نکته در اساس انواع مختلف، مشخصات آنها، انتخاب شرایط برای کاربری های مختلف و روشهای کنترل مرکزی یک موتورهای القایی AC را مورد بحث قرار می‌دهد.
مانند بیشتر موتورها، یک موتورهای القایی AC یک قسمت ثابت بیرونی به نام استاتور و یک روتور که در درون آن می‌چرخد دارند، که میان آن دو یک فاصله دقیق کارشناسی شده وجود دارد. به طور مجازی همه موتورهای الکتریکی از میدان مغناطیسی دوار برای گرداندن روتورشان استفاده می‌کنند. یک موتور سه فاز القایی AC تنها نوعی است که در آن میدان مغناطیسی دوار به طور طبیعی به وسیله استاتور به خاطر طبیعت تغذیه گر آن تولید می‌شود. در حالی که موتورهای DC به وسیله‌ای الکتریکی یا مکانیکی برای تولید این میدان دوار نیاز دارند. یک موتور القایی AC تک فاز نیازمند یک وسیله الکتریکی خارجی برای تولید این میدان مغناطیسی چرخشی است. در درون هر موتور دو سری آهنربای مغناطیسی تعبیه شده‌است. در یک موتور القایی AC یک سری از مغناطیس شونده‌ها به خاطراینکه تغذیه AC به پیچه‌های استاتور متصل است در استاتور تعبیه شده‌اند. بخاطر طبیعت متناوب تغذیه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نیرویی الکترومغناطیسی به روتور وارد می‌شود (درست شبیه ولتاژی که در ثانویه ترانسفورماتور القا می‌شود). بنابراین سری دیگر از مغناطیس شونده‌ها خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کنند. تعامل میان این مگنت‌ها انرژی چرخیدن یا تورک (گشتاور) را فراهم می‌آورد. در نتیجه موتور در جهت گشتاور به وجود آمده چرخش می‌کند.
اجزای اصلی موتورهای القایی AC
استاتور
استاتور از چندین قطعه باریک آلومینیم یا آهن سبک ساخته شده‌است. هر گروه پیچه با هسته‌ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می‌دهد. تعداد قطب های یک موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه‌های استاتور بستگی دارد. پیچه‌های استاتور مستقیماً به منبع انرژی متصل اند. آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می‌شود.
روتور
روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که میانشان میله‌هایی از مس یا آلومینیم تعبیه شده ساخته شده‌است. در رایج‌ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله‌ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی به وسیله حلقه‌هایی به هم متصل شده‌اند. تقریباً ۹۰ درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می‌باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته‌ای چند تکه استوانه‌ای با محوری که شکاف های موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده‌است. هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می‌شود. در این میله‌ها به طور دائمی بوسیله حلقه‌های انتهایی آن ها همچنان که در شکل دو مشاهده می‌شود مدار کوتاه برقرار است. چون این نوع مونتاژ درست شبیه) قفس سنجاب است، این نام برای آن انتخاب شده‌است. میله‌ای روتور دقیقاً با محور موازی نیستند. در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می‌شوند. دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیکها در شکافها کاسته شود. دلیل دوم آن است که گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود. دندانه‌های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض) تلاش می‌کنند که در مقابل دندانه‌های استاتور باقی بمانند. این اتفاق هنگامی می‌افتد که تعداد دندانه‌های روتور و استاتور برابر باشند. روتور بوسیله مهارهایی در دو انتها روی محور نصب شده؛ یک انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می‌شود. ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر(غیر گردنده - غیر منتقل کننده نیرو) برای اتصال دستگاه های حسگر حالت(وضعیت) و سرعت داشته باشند. بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است. بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می‌شود. تورک تولید شده به روتور نیرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو می‌کند. صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد کلی برای دوران یکی است.
انواع موتورهای القایی
عموماً دسته بندی موتورهای القایی براساس تعداد پیچه‌های استاتور است که عبارتند از:
موتورهای القایی تک فاز
احتمالاً بیشتر از کل انواع موتورها از موتورهای القایی AC تک فاز استفاده می‌شود. منطقی است که باید موتورهای دارای کمترین گرانی و هزینه نگه داری بیشتر استفاده شود. موتور القایی AC تک فاز بهترین مصداق این توصیف است. آن طور که از نام آن برمیاید این نوع از موتور تنها یک پیچه (پیچه اصلی) دارد و با یک منبع تغذیه تک فاز کار می‌کند. در تمام موتورهای القایی تک فاز روتور از نوع قفس سنجابی است. موتور القایی تک فاز خود راه انداز نیست. هنگامی که موتور به یک تغذیه تک فاز متصل است، پیچه اصلی دارای جریانی متناوب می‌شود. این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می‌کند. به سبب القا روتور تحریک می‌شود. چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است تورکی که برای چرخش موتور لازم است به وجود نمی‌آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می‌شود. از این رو موتور القایی تک فاز به دستگاه آغاز گری نیاز دارد که می‌تواند ضربات آغازی را برای چرخش موتور تولید کند. دستگاه آغاز گر موتورهای القایی تک فاز اساساً پیچه‌ای اضافی در استاتور است (پیچه کمکی). پیچه استارت می‌تواند دارای خازن های سری و یا سوئیچ گریز از مرکز باشد. هنگامی که ولتاژ تغذیه برقرار است، جریان در پیچه اصلی به سبب مقاومت پیچه اصلی ولتاژ تغذیه را افت می‌دهد (ولتاژ به جریان تبدیل می‌شود). در همین حین جریان در پیچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل می‌شود. فعل و انفعال میان میدان های مغناطیسی که پیچه اصلی و دستگاه استارت می‌سازند، میدان برایندی می‌سازند که در جهتی گردش می‌کند. موتور گردش را در جهت این میدان برآیند آغاز می‌کند. هنگامی که موتور به ۷۵ درصد دور مجاز خود می‌رسد، یک سوئیچ گریز از مرکز پیچه استارت را از مدار خارج می‌کند. از این لحظه به بعد موتور تک فاز می‌تواند تورک کافی را برای ادامه کارکرد خود نگه دارد. به جز انواع خاص دارای Capacitor start / capacitor run عموماً همه موتورهای تک فاز فقط برای کاربری‌های بالای 3/4 hp استفاده می‌شوند.